Mertens, M: Die Anwendung der Fuzzy-Set-Theorie auf die Modellierung von Stickstoffbilanzen im Weißenstädter Becken in Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung (BITÖK): Bayreuther Forum Ökologie, Selbstverlag, 85, -215 (2001)
Abstract:

Die Nitrat-Sickerwasserkonzentrationen in Einzugsgebieten wird mit einem Fuzzy-Bilanzansatz modelliert. Das hierfür entwickelte Programm FuN-Balance (Fuzzy Nitrogen Balance) liefert Genauigkeitsabschätzungen für das Jahresmittel der schlagspezifischen Nitrat-Konzentrationen. Die Verwendung von Fuzzyzahlen ermöglicht Genauigkeitsabschätzungen der Ergebnisse auch dann, wenn für die Eingabeparameter keine statistischen Angaben möglich sind.

Am Beispiel des 32 km² großen Einzugsgebiets "Weißenstädter See" (Fichtelgebirge) wird die Berechnung von Nitrat-Konzentrationen im Sickerwasser exemplarisch dargestellt. Als Datengrundlage dienen Abschätzungen des zuständigen Landwirtschaftsamts zu Dünger- und Entzugsmengen. Obschon über diese Daten keine statistischen Aussagen getroffen werden können, werden aus Angaben über minimale, maximale und häufigste Werte Fuzzyzahlen konstruiert, die eine Abschätzung der Ergebnisgenauigkeit ermöglichen. In Erweiterung bisheriger Ansätze gehen auch Korrelationen zwischen den verschiedenen Fuzzyzahlen in die Berechnungen ein. Damit wird berücksichtigt, dass die Unsicherheiten in den Eingabeparametern nicht unabhängig voneinander sind. Dies führt zu einer realistischeren Eingrenzung der Ergebnisintervalle. Die mit Hilfe des geographischen Informationssystems ArcView erstellten digitalen Karten bilden die Grundlage für eine Regionalisierung des Bilanzansatzes. Aus digitalen Karten zu Geologie, Bodenschätzung, Nutzung, Grünlandtyp, Dränage, Niederschlagsverteilung, sowie einem digitalen Geländemodell, ergeben sich die Regionalisierungsebenen Landnutzung, Bodenprofiltyp und Klasse des effektiven Niederschlags.

Um FuN-Balance für Praktiker verfügbar zu machen, wurde das in Fortan 95 geschriebene Fuzzy-Bilanzmodell mit einer Benutzeroberfläche (Visual Basic 6.0) versehen.



Siehe auch:
  • Bestellartikel: BFÖ 85: Mertens, M: Die Anwendung der Fuzzy-Set-Theorie auf die Modellierung von Stickstoffbilanzen im Weißenstädter Becken
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